Loài và các cơ chế cách li sinh sản của loài

I. LOÀI SINH HỌC

1. Khái niệm loài sinh học

- Loài (giới hạn ở loài giao phối) là một nhóm quần thể có vốn gen chung, có những tính trạng chung về hình thái, sinh lí, có khu phân bố xác định, trong đó các cá thể có khả năng giao phối tự nhiên với nhau sinh ra thế hệ con hữu thụ và được cách li sinh sản với những quần thể thuộc các loài khác.

- Trong tự nhiên, có các trường hợp:

  • Trong cùng một loài nhưng lại rất đa dạng về hình thái (ví dụ: người châu âu, châu á, châu phi thường rất khác nhau).
  • Hai loài hoàn toàn khác nhau nhưng lại có kiểu hình tương đối giống nhau (ví dụ: bướm độc và bướm thường, một số loài chim sáo khác nhau có kiểu hình rất giống nhau)

- Cần lưu ý:

  • Cách li sinh sản: nếu 2 cá thể không giao phối với nhau trong tự nhiên thì dù trong điều kiện nhân tạo ép chúng giao phối, sinh con hữu thụ → chúng vẫn thuộc 2 loài khác nhau. Ví dụ: Vịt trời (Anas platyrhynchos) và vịt nhọn đuôi (Anas acuta) là 2 loài vịt nước ngọt ở bắc bán cầu. Khi bị nhốt chung, các loài này giao phối với nhau và tạo ra con lai hoàn toàn hữu thụ. Tuy nhiên, trong tự nhiên, sự giao phối chéo giữa chúng rất hiếm khi xảy ra, mặc dù chúng thường làm tổ cạnh nhau → chúng thuộc 2 loài khác nhau.
  • Cách li di truyền: nếu 2 cá thể có thể giao phối hoàn toàn tự nhiên với nhau nhưng sinh ra con bất thụ thì chúng cũng thuộc 2 loài khác nhau. Ví dụ: ngựa và lừa giao phối với nhau sản sinh ra con la hoặc con bacđo nhưng chúng luôn bất thụ→ chúng thuộc các loài khác nhau.

2. Các tiêu chuẩn để phân biệt hai loài thân thuộc (các loài có quan hệ gần gũi về nguồn gốc)

Tiêu chuẩn

Cơ sở

Nội dung

Ưu điểm, nhược điểm

Hình thái

Sự khác nhau về hình thái

Cùng một loài - chung một hệ tính trạng hình thái giống nhau.

Hai loài khác nhau - gián đoạn về tính trạng nào đó.

Dễ vận dụng nhưng cũng kém chính xác.

Địa lí - sinh thái

Khu phân bố khác nhau của sinh vật.

Hai loài khác nhau - có khu phân bố riêng biệt.

Các loài có khu phân bố trùng nhau một phần hoặc hoàn toàn thì khó phân biệt

Sinh lí - sinh hoá

Sự khác nhau trong cấu trúc và tính chất của ADN và prôtêin.

Những loài càng thân thuộc thì sự sai khác trong cấu trúc ADN và prôtêin càng ít.

Yêu cầu khoa học kỹ thuật cao, tốn kém hơn.

Cách li sinh sản và cách li di truyền

Giữa hai loài có sự cách li sinh sản

Các cá thể không giao phối với nhau hoặc giao phối nhưng sinh ra con bất thụ

Chỉ áp dụng được với các loài sinh sản hữu tính.

→ Sử dụng các tiêu chuẩn trên để phân biệt các đối tượng khác nhau:

  • Đối với các loài giao phối: dùng tiêu chuẩn cách li sinh sản.
  • Đối với vi sinh vật, các loài sinh sản vô tính: dùng tiêu chuẩn sinh lí - hoá sinh.
  • Đối với động vật, thực vật: kết hợp cả tiêu chuẩn hình thái, địa lí và cách li sinh sản...
  • Với các loài hoá thạch: dùng tiêu chuẩn hình thái, giải phẫu...

Các quần thể của một loài có thể phân bố gián đoạn hoặc liên tục tạo thành các nòi khác nhau

- Nòi địa lí là nhóm quần thể phân bố trong một khu vực địa lý xác định, không trùng lên nhau.

- Nòi sinh thái là nhóm quần thể thích nghi với những điều kiện sinh thái xác định, mỗi nòi chiếm một sinh cảnh phù hợp có thể trong cùng một khu vực địa lí.

- Nòi sinh học là nhóm quần thể kí sinh trên loài vật chủ xác định hoặc trên những phần khác nhau của cơ thể vật chủ.

II. CÁC CƠ CHẾ CÁCH LY CỦA LOÀI

- Tất cả các yếu tố ngăn cản sự giao phối tự do giữa các cá thể hoặc ngăn cản việc tạo ra con lai hữu thụ được gọi là các cơ chế cách li (hàng rào).

Hình 1. Các cơ chế cách li sinh sản

- Cách li địa lí là điều kiện cần thiết cho các nhóm cá thể đã phân hóa tích lũy các biến dị di truyền theo hướng khác nhau, làm cho thành phần kiểu gen sai khác nhau càng nhiều. Cách li địa lí kéo dài sẽ dẫn tới cách li sinh sản (cách li di truyền) đánh dấu sự xuất hiện loài mới.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!